PLC控制系统硬件设计.docx

PLC控制系统硬件设

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PLC控制系统的硬件设计

设计以PLC为核心的控制系统，要考虑：

1、设备的正常运行；

2、合理、有效的资金投入；

3、在满足可靠性和经济性的前提下，具有一定的先进性，能根据生产工艺的变化扩展部分功能。

一、控制系统的设计步骤

1、分析被控对象、明确控制要求

2、制定电气控制方案

3、确定输入/输出设备及信号特点

4、选择可编程控制器

5、分配输入/输出点地址

6、设计电气线路

7、设计控制程序

8、调试(包括模拟调试和联机调试)

9、技术文件整理

1)分析被控对象并提出控制要求

详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确

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定控制方案，拟定设计任务书。

2)确定输入/输出设备

根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备(如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等),从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/0点数。

3)选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。

4)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

分配I/0点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。

PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

5)程序设计

程序设计：1)控制程序；2)初始化程序；3)检测、故障诊断和显示等程序；4)保护和连锁程序。

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模拟调试：根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

6)硬件实施

设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；

根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

7)联机调试

联机调试是将经过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。一般只需修改部份程序即可。

全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失

8)整理和编写技术文件

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技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

二、可编程控制器的选择

随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。

因此，合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

1可编程控制器的机型选择

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点

1)合理的结构型式

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

2)安装方式的选择

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安装方式有集中式、远程l/O式以及多台PLC联网的分布式。

3)相应的功能要求

4)响应速度要求

5)系统可靠性的要求

对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统

6)机型尽量统一

便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。

2、指令系统的选择

1)总指令数

2)指令种类

3)表示方式

4)编程工具

3、I/O模块的选择

3.1开关量输入模块的选择

1)输入信号的类型及电压等级

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有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。

直流输入模块的延迟时间较短，还能够直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；

交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。

开关量输入模块的电压等级有：直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。

选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。

一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合，如5V输入模块最远不得超过1